秦桐

[摘 要]傳統(tǒng)國畫是中華傳統(tǒng)的藝術(shù)瑰寶之一，為中華文明的傳承與發(fā)展做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。很多國畫或是由于年代的遠(yuǎn)久，或是由于不妥善的保存以及運(yùn)輸、潮濕等其它因素的影響，或多或少有這樣那樣的損壞。本文對傳統(tǒng)國畫中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析和分類，并提出了一些圖像修復(fù)的方法。

[關(guān)鍵詞]國畫；圖像修復(fù)

中華民族悠久的歷史，留下了豐富的文化遺產(chǎn)，傳統(tǒng)國畫就是其中之一。然而，很多傳統(tǒng)國畫或是由于年代的遠(yuǎn)久，或是由于不妥善的保存以及運(yùn)輸、潮濕等其它因素的影響，遭受到不同程度的損壞。如何保護(hù)傳統(tǒng)國畫、修復(fù)那些受到損壞的國畫，就成為一個十分嚴(yán)峻的問題。圖像修復(fù)是圖像復(fù)原研究中的一個重要內(nèi)容，也是數(shù)字圖像處理的一個重要分支，它的目的是根據(jù)圖像現(xiàn)有的信息來自動恢復(fù)丟失的信息，其可以用于舊照片中丟失信息的恢復(fù)、視頻文字去除以及視頻錯誤隱藏等。

一、國畫的特點(diǎn)分析

中華民族五千年歷史文化積累了大量經(jīng)驗(yàn)知識，在數(shù)字存儲技術(shù)出現(xiàn)之前，這些知識是記錄在石頭、紙張、竹簡或者絹絲上，不易拷貝，卻易因火災(zāi)、水災(zāi)等原因造成不可逆轉(zhuǎn)的損毀。國畫是用中國所獨(dú)有的毛筆、水墨和顏料，依照長期形成的表現(xiàn)形式及藝術(shù)法則而創(chuàng)作出的繪畫，中國字畫可寫在紙、絹、帛、扇、陶瓷、碗碟、鏡屏等物之上。自發(fā)明紙之后，紙便成為國畫的主要材質(zhì)。由于國畫一般是由水墨或水彩繪制而成，因此與自然圖像相比，傳統(tǒng)國畫的顏色層次更加分明，因此也更容易區(qū)分前景和背景。一般來說，傳統(tǒng)國畫的背景會使用較輕的顏色，而前景會使用較重的顏色，因此前景和背景很容易區(qū)分。在對自然圖像進(jìn)行處理時，我們一般把圖像分成紋理區(qū)和光滑區(qū)。而國畫由于顏色層次分明，因而它的“光滑區(qū)”并不光滑，這也就促使我們在處理過程中并不能按照自然圖像的一般處理方法來修復(fù)。由于國畫作為藝術(shù)品具有很大的收藏價值，因此我們在修復(fù)過程中應(yīng)盡量保持它的原創(chuàng)性，減少不必要的改動。其實(shí)這也是純圖像修復(fù)的一個基本原則，只是很多算法為了能有更好的效果，加入了許多人為的大膽猜想和假設(shè)，并不局限于純圖像修復(fù)。

二、國畫中存在的修復(fù)問題

國畫作為中華藝術(shù)的瑰寶，有其非常寶貴的藝術(shù)價值，因此許多作品經(jīng)過歷史的洗滌都能被很好的保存下來。但由于年代的久遠(yuǎn)以及保存過程中的各種因素，許多珍貴的國畫還是在一定程度上受到了損壞，這些損壞主要有折痕、背景污染、顏色擴(kuò)散等。

1. 折痕問題

這類問題主要在紙質(zhì)國畫和其它軟質(zhì)國畫中出現(xiàn)。折痕問題主要是由于國畫大多作于紙、絹等軟質(zhì)物體上，為了方便收藏一般都會將國畫卷起來。但由于國畫一般面積較大，有時也會因?yàn)槟承┰蚨鴮⑺郫B起來，因此也就產(chǎn)生了折痕，折痕問題在國畫中是一個很常見的問題。

2. 背景污損

在國畫中背景污損和顏色擴(kuò)散與一般自然圖像有很大的差別，自然圖像或照片的污損一般面積都比較小，常常都是小污點(diǎn)或細(xì)小污痕。但國畫由于是用水彩顏料制作，而且它的材質(zhì)一般是紙張，因此會由于保存時間的久遠(yuǎn)或受潮等原因而有大面積的背景污損和顏色擴(kuò)散。特別是空氣的潮濕使顏料墨汁向周圍擴(kuò)散而使畫面變得模糊不清。

三、國畫問題的修復(fù)方法

1. 折痕問題的修復(fù)

折痕是紙質(zhì)傳統(tǒng)國畫最為常見的一種問題，它嚴(yán)重影響到人們對國畫的欣賞。Criminisi算法是一種表現(xiàn)優(yōu)良的基于樣本的填充算法，我們將它應(yīng)用到國畫的修復(fù)中，取得了較好的修復(fù)效果。傳統(tǒng)國畫有其自身的特點(diǎn)，為了更好的修復(fù)傳統(tǒng)國畫中的劃痕，對Criminisi算法作了一些改進(jìn)，在運(yùn)行修復(fù)算法前，對圖像進(jìn)行分割，用以指導(dǎo)紋理相似塊的查找。圖像分割有兩種常用方法，K-均值分割方法及均值漂移（Mean-Shift）算法。Graph-Cut是一種用于解決能量最小化問題的常用方法，可以幫助算法獲得更好的復(fù)制效果。而Art1fact檢測則可以進(jìn)一步消除修復(fù)圖像中的錯誤。

2. 背景污損問題的修復(fù)

由于國畫都由水墨顏料經(jīng)人工繪制而成，因此很容易受潮濕等因素的影響而使顏料墨汁向周圍擴(kuò)散，產(chǎn)生大面積的背景污損和顏色擴(kuò)散。我們經(jīng)常使用圖像移植的方法來解決傳統(tǒng)國畫中背景污染的問題，引導(dǎo)圖像移植的是源圖像區(qū)域的梯度。使用帶Dirichlet邊界條件的Poisson偏微分方程來解決目標(biāo)圖像區(qū)域的融合問題，求解Poisson方程使用的方法是高斯-塞德爾迭代法與共扼梯度法相結(jié)合的方法，將經(jīng)過少數(shù)次高斯一塞德爾迭代法迭代獲得的解作為共扼梯度法初值。由于高斯一塞德爾迭代法每次使用的都是新值，它能很快將區(qū)域邊界的值擴(kuò)散到區(qū)域中心，再使用共扼梯度法時能很快得到收斂的解。與傳統(tǒng)的圖像移植方法不同，本文所用的方法不要求源圖像區(qū)域與目標(biāo)區(qū)域一樣大，如果源圖像區(qū)域不夠大，可以通過反射或紋理合成更大的區(qū)域。同時用圖像移植的方法來實(shí)現(xiàn)背景替換，目標(biāo)區(qū)域中包含部分需要保留的信息，這里，通過圖像分割及設(shè)置種子點(diǎn)的方法在背景替換后恢復(fù)這部分圖像信息

四、結(jié)語

隨著數(shù)字圖像處理技術(shù)的飛速發(fā)展，圖像修復(fù)也越來越成為社會生活中不可缺少的一部分。傳統(tǒng)國畫由于年代的久遠(yuǎn)，遭受到這樣那樣的破壞。在這些破壞中，最常見的幾種是國畫中的折痕，背景污染問題。傳統(tǒng)國畫的修復(fù)問題，這只能算是圖像修復(fù)中非常小的一個方面，但它的重要性卻是不容忽視的。對于傳統(tǒng)國畫中存在的修復(fù)問題中，我們主要針對折痕和背景污染問題進(jìn)行了研究，提出了相應(yīng)有效的修復(fù)算法。

參考文獻(xiàn)：

[1] 朱云芳.浙江大學(xué)博士學(xué)位論文.基于圖像拼接的視頻編緝.

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